多孔金属铜箔由金属骨架和孔隙组成的具有特殊结构的材料。相比于普通箔材，内部孔隙的存在使多孔铜箔具有密度小、比表面积大、能量吸收性好等特性，同时还保留了金属材料良好的延展性、导电性和导热性等优点。

与普通铜箔不同，具有三维结构的铜箔具有以下优点：

1.降低局部电流密度：锂金属的沉积行为与集流体上的电流密度分布有着密切的关系。具有高比表面积的三维多孔集流体可以显著降低局部有效电流密度，使锂离子通量均匀化，从而抑制锂枝晶的生长。

2.缓解体积膨胀：在电池循环过程中硅碳负极还会产生巨大的体积变化，电池内部出现较大的应力波动，对电池容量和电极界面的稳定性造成严重威胁。因此三维多孔结构还具有较高的孔体积，可以为硅碳材料提供丰富的容纳空间，缓解在循环过程中的体积膨胀和收缩。

3.倍率性能提升；采用多孔铜箔制备的电池，极片的正反面材料通过孔隙连接为一个整体，电解液有效浸润到涂层材料与集流体的结合部，并通过孔隙，使得电解液在整个电芯内部成为全贯通状态，锂离子从电解液中迁移的效率提升，迁移过程可选择路径大大增加。3D 结构可使整个电极的温度分布均匀，从而实现更高效的散热，缩短充电时间，更高的放电率可提供高功率能力，尽量减少加速，降解的“热点”的形成，延长电池寿命，在极端温度环境下运行。

制造多孔结构的铜箔方法有很多，可以分为脱合金法、模板法、粉末烧结法和一些其他方法。

1.1 脱合金法：脱合金法是是一种合金腐蚀过程，利用元素或组成相之间活泼性的差异，选择性的去除掉活泼元素或相，剩余的惰性金属组元形成具有相互连接的骨架（韧带）和微纳米级孔道的三维多孔金属结构。

1.2 模板法：模板法是利用预先制好的多孔有机或无机材料作为模板，通过物理或化学方法将目标金属材料沉积到 多孔模板的孔中，然后通过退火、腐蚀或溶解等手段移去模板，得到具有与模板的形貌和尺寸类似的多孔金属。

1. 3 粉末烧结法：粉末烧结法也是制备多孔铜箔的方法之一，将金属粉末与添加剂混合，通过压制、干燥、烧结等工艺制备具有一定孔隙率的多孔铜集流体。

多孔铝箔的制造可沿用传统电极材料和热压工艺，仅需调整切割和封装技术，降低了产业化门槛。例如，通过激光切割或精密冲压实现孔洞设计，无需颠覆现有生产流程。另外孔洞的精准定位和密封是量产关键，需避免电解液泄漏或短路。

根据相关机构预测，多孔铜集流体是未来铜箔集流体发展的重要方向之一，铜价格低廉，有助于降低成本，而且相对于2DCu而言，在一定程度上可以减轻电池的整体质量，这更加有助于推动多孔铜产业的发展。硅碳负极的运用，硅材料表面SEI膜的持续生长，会一直不可逆地消耗电池中有限的电解液中来自正极的锂，最终导致电池容量的迅速衰减，与多孔铜箔的结合会是行业发展的趋势。

文章参考：

[1]肖思琪,李勇,刘子梁,等.锂金属电池负极集流体用多孔铜箔的研究进展,

[1]付举,马星阳,谢雯娜,等.锂离子电池硅基负极膨胀机理及改性研究进展,

[1]张世鹏.三维铜基集流体的结构化设计及稳定锂金属沉积行为的研究

文章来源：与锂时光

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